[发明专利]基于多点RFID结合超声波的室内机器人定位方法

摘要

本发明提出了一种基于RFID和超声波结合的室内机器人定位方法，用于解决现有现有RFID结合超声波的机器人室内定位方法中存在的针对不同的实际需求灵活性较差，数据处理过程复杂，实现步骤为：利用机器人上的RFID传感器测量其与RFID标签之间的距离；求取机器人当前位置的N‑1个待定坐标值；利用赋权值比例算法，对机器人当前位置的N‑1个待定坐标值进行加权求和，得到机器人当前待定位置的横向坐标；利用机器人上的超声波传感器，测量与其平行的室内墙面之间的距离，得到机器人当前待定位置的纵向坐标；将得到机器人当前待定位置的横向坐标和得到的纵向坐标结合，得到机器人当前待定位置的最终坐标。

主权项

1.一种基于多点RFID结合超声波的室内机器人定位方法，包括如下步骤：1)利用机器人上的RFID传感器测量其与RFID标签之间的距离，实现步骤为：1a)机器人上的RFID传感器对室内墙壁上水平均匀设置的N个RFID标签进行信号强度值测量，得到N个信号强度值p(dm)，其中m表示N个RFID标签中第m个RFID标签，d表示RFID标签和RFID传感器之间的距离，p(d)表示RFID传感器接收到的信号强度；1b)从得到的N个信号强度值p(dm)中，任意选取两个RFID标签对应的信号强度值p(da)和p(db)，其中a表示N个RFID标签中第a个RFID标签；b表示N个RFID标签中第b个RFID标签；1c)将两个信号强度值p(da)和p(db)，代入对数—常态分布传播损耗模型，得到当前室内环境的信号传播常量n：n＝(p(da)‑p(db))/10lg(db/da)其中，p(da)为RFID传感器接收到距离为da的标签对应的信号强度；p(db)为RFID传感器接收到距离为db的标签对应的信号强度；1d)将得到的信号传播常量n，再次代入对数—常态分布传播损耗模型，得到当前室内环境下机器人上的RFID传感器与RFID标签之间的距离：2)利用机器人上的RFID传感器到多点RFID标签之间距离最短的一个RFID标签坐标(xmin,ymin)，和剩余的N‑1个RFID标签坐标(xi,yi)，求取机器人当前位置的N‑1个待定坐标值，其中，i表示N‑1个RFID标签坐标中第i个的RFID标签坐标；3)利用赋权值比例算法，对机器人当前位置的N‑1个待定坐标值进行加权求和，得到机器人当前待定位置的横向坐标；其实现步骤如下：3a)设定阈值l，分别比较已测得的N‑1个距离值是否大于阈值l，若是，认为已测得的此次数据无效，对步骤2c)得到的RFID标签坐标(xi,yi)的坐标值赋予权值为0，否则，对其赋予权值函数所决定的权值，其权值函数为：其中，wi为利用第i个标签算出的坐标所对应的权重；di为该标签与阅读器的距离；dmin为最小的标签距离；3b)利用步骤3a)得到的机器人当前位置的N‑1个待定坐标值，对其进行加权求和，其表达式为：4)利用机器人上的超声波传感器，测量与其平行的室内墙面之间的距离，得到机器人当前待定位置的纵向坐标；5)将步骤3)得到机器人当前待定位置的横向坐标和步骤4)得到机器人当前待定位置的纵向坐标结合，得到机器人当前待定位置的最终坐标。